JP2821262B2 - 電子装置 - Google Patents

電子装置

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JP2821262B2
JP2821262B2 JP2317758A JP31775890A JP2821262B2 JP 2821262 B2 JP2821262 B2 JP 2821262B2 JP 2317758 A JP2317758 A JP 2317758A JP 31775890 A JP31775890 A JP 31775890A JP 2821262 B2 JP2821262 B2 JP 2821262B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主に民生用電子装置に関する。
〔従来の技術〕
民生用電子装置ではその小形化，軽量化，薄形化が重
要な課題であり、この課題に対し種々の実装技術開発が
行われてきた。その主なものとして、日経エレクトロニ
クス1988 8.22（no.454）pp.125−144「多様化する実装
基板」の中で述べられているように、複数の実装機能の
複合化技術の開発が挙げられる。とくに、回路基板に筐
体，放熱，電磁シールド機能を複合化して小形化，軽量
化，薄形化の課題に対応する試みがされてきた。
例えば、磁器ディスク装置においてモータの磁器回路
兼シャーシに電気回路を形成したもの、放熱機能と電磁
シールドを重ねたアルミメタルコア基板、モールド樹脂
に電気回路を形成し筐体と回路機能を重ねたものなどが
報告されている。なかでも、メタルコア基板は放熱，電
磁シールド，構造体，筐体，電気回路との複合化が可能
であり複合化実装技術の中核といえる。
部品接続については、はんだ付けによる面付け実装が
主流であるが、チップ実装方式により上記課題を解決し
ようとする報告もある。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記したように、機能の複合化を進めることで小形
化，軽量化，薄形化実装を図ってきた。しかし、これら
従来技術で実装された電子装置においても次のような実
装上の課題が残されていた。
（１）電子装置内部の無駄な空隙の存在 （２）折たためるよう構成された電子装置の折たたみ機
構と可撓配線の別個構成による小形化の阻害 （３）搭載チップ部品の個別樹脂モールドあるいは個別
樹脂コートによる小形化の阻害 （４）搭載部品の接続プロセスと筐体モールドプロセス
の必要性による実装プロセスの簡略化の阻害 本発明は、従来から進められてきた複合化実装技術の
利点を生かしつつ、上述した実装構成及びプロセス簡素
化の阻害要因を解決し、従来に比較してさらに小形，軽
量，薄形な電子装置並びにこれを低価格で生産できる実
装技術を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するために、第一の配線基
板を有する第一の部材と、第二の配線基板を有する第二
の部材と、該第一の部材と該第二の部材とを結合するヒ
ンジ機構を有する電子装置であって、該第一の配線基板
と該第二の配線基板とを電気的に接続する可撓性配線シ
ートと、該第一の部材と該第二の部材と該可撓性配線シ
ートをモールドしたモールド部材とで該ヒンジ機構を構
成した。
また、少なくとも前記第一もしくは第二の配線基板を
メタルコア基板で構成し、該メタルコア基板に搭載する
チップ部品を該メタルコア基板のかしめにより機械的に
接続した。
また、少なくとも前記第一もしくは第二の配線基板を
メタルコア基板で構成し、前記可撓性配線シートを該メ
タルコア基板のかしめにより機械的に接続した。
〔作用〕
複数のチップ部品を載置した基板を直接樹脂モールド
することで、個別チップ部品の樹脂モールドあるいは樹
脂コートが省略でき、上記課題（３）を解決した。ま
た、本構成は基板とモールド樹脂とが複合構造を成し、
構造体としての強度を確保しつつこれを筐体とすると同
時に、基板に載置した複数のチップ部品の一括封止で電
子装置内部の無駄な空隙を排除でき、課題（１）を解決
した。さらに、モールド樹脂の硬化収縮応力をチップ部
品の接続押圧力として利用し、はんだ付けなどの接続プ
ロセスの簡素化で、課題（４）を解決した。一方、複数
の基板相互を可撓性配線シートで接続し、可撓性配線シ
ートの可撓性を保持したまま基板を樹脂モールドするこ
とにより、その可撓性配線シート部を電子装置の折たた
み機構とすることで、課題（２）を解決した。
また、基板にメタルコア基板を用いることで、その塑
性加工性を利用して、さらに小形化，軽量化，薄型化実
装を図った。すなわち、課題（１）に対し、搭載チップ
部品の高さバラツキを基板の変形で平準化し、電子装置
内部の無駄な空間を排除した。さらに、複合構造体とし
ての強度を確保するため変形基板を用いることで、より
薄形の電子装置を得た。課題（４）に対しては、基板の
一部をかしめ機構とし、部品や可撓性配線シートの基板
への接続プロセスを簡素化した。
なお、上記実装手段は、放熱，電磁シールド及び磁器
回路作用との複合化が可能であり、従来の複合化実装方
式に相反するものではない。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第１図から第６図を用いて説
明する。
第１図は、本発明による実装構造体を電子装置に適用
したときの実施例である。第１図（ａ）は携帯無線電話
であり、超小形端末としての機能も具備している。本携
帯無線電話は、（ａ−１）に示す如く折りたたんだ状態
で携帯し、使用時には（ａ−２）の如く広げて電話機と
して用いる。すなわち、携帯時はカードサイズである
が、使用時は受話器サイズとなるよう折たたみ機構を具
備している。第１図（ｂ）は小形ビデオカメラである。
小形ビデオカセットのローダ・アンローダ機構Ｔ及びレ
ンズ系Ｌと筐体とが本発明による実装構造体を採用する
ことで電子部品を内包し、機械的強度を低下させること
なく小形，軽量化が達成できる。第１図（ｃ）は小形パ
ーソナルコンピュータである。これも携帯無線電話と同
様、携帯時は折たたんで運び、使用時はキーボード部KB
と表示部Ｄを広げて用いる。第１図に示したこれらの電
子装置は、本発明による実装構造体を適用した代表例で
あり、この他に電子式の時計，電卓，ラジオ，テレビ，
オーディオカセット，コンパクトディスク装置，ワード
プロセッサ，ワークステーション等小形，軽量，薄形が
重要機能となる全ての電子装置を挙げることができる。
第２図は、本発明による基本的な実装構造体の概念図
である。図中Ｂは基板、CPはチップ部品,SWPはスイッチ
素子、DPは表示素子、Ｒはモールド樹脂である。
基板Ｂには、あらかじめチップコンデンサ，チップ抵
抗，チップコイル及び半導体チップ等のチップ部品CPの
他スイッチ素子SWPや液晶等の表示素子DPがはんだ接
続，熱圧着あるいはワイヤボンディング法により接続さ
れ、まとまった電子回路を構成している。このように構
成された基板Ｂをモールド樹脂Ｒにてスイッチ素子SWP
や表示素子DPの表面を除いて一括モールドし、これを電
子装置の全体またはその一部とする。なお、チップ部品
にコネクタがある場合（図示せず）はその接触端子部は
樹脂モールドしない。
第２図に示した実装構造体の構成から明らかなよう
に、基板Ｂとモールド樹脂Ｒとが複合構造を形成するこ
とで、薄形であるにも拘らず筐体としての強度が確保で
きる。また、とくに半導体部品の多くは従来、あらかじ
め個々の半導体チップを樹脂モールドし、それらを基板
に接続するため半導体部品の占有面積あるいは占有体積
が多く、電子装置の小形化を阻害していたが、本実装構
造体では半導体チップを裸のまま基板Ｂに載置できるた
め、より一層の小形化が図られる。さらに、モールド樹
脂Ｒの硬化収縮力をチップ部品CP,スイッチ素子SWP,表
示素子DPまたは後述する可撓性配線シートFPCなどの接
続押圧力として利用できるため、これらの部品のはんだ
付けに代表される金属接続プロセスが省略できる。
第３図は、携帯用の小形化を図るために折たたみ機構
を備えた電子装置に本発明の実装構造体を適用した実施
例である。（ａ）は、第１図（ａ）に示した携帯無線電
話の模式的断面図であり、第３個の装置ユニットU1,U2,
U3が２箇所の折たたみ機構で接続されていると同時に、
各装置ユニットU1,U2,U3は、可撓性配線シートFPCで接
続されている。第３図（ｂ）（ｃ）にその拡大断面図を
示した。可撓性配線シートFPCは基板Ｂとの接続部を除
いてその配線部は絶縁されている。そして、可撓性配線
シートFPCの可撓性導体FWは各装置ユニットU1,U2の基板
Ｂ上にパターニングされた導体PWにはんだ付けまたは後
述するかしめ接続により接続される。その後、全体を樹
脂モールドし、本発明の実装構造体を形成する。樹脂モ
ールド後、折りたたみ部の可撓性を確保するため、第３
図（ｂ）に示した実施例では、弾力性のあるモールド樹
脂Ｒで可撓性配線シートFPCを含む実装構造体全体をモ
ールドする。第３図（ｃ）に示した実施例では、可撓性
配線シートFPCの中央部を除いて樹脂モールドした。
上記実施例に用いた基板Ｂは、紙フェノールあるいは
ガラスエポキシ材などの通常の民生機器に用いられる基
板であるが、これをメタルコア基板とすることで基板配
線のパターニング後塑性変形などの加工ができ、新たな
特徴を持つ実装構造体を得ることができる。次にその実
施例について第４図，第５図及び第６図を用いて説明す
る。
第４図（ａ）は、メタルコアＭ上に絶縁層I,導体PWが
形成されたメタルコア基板MBを塑性変形させ複数のチッ
プ部品CPの高さバラツキを平準化した実施例である。チ
ップ部品CPは変形加工されたメタルコア基板MBにはんだ
付けその他の方法で接続され、その後樹脂モールドされ
て、実装構造体を形成する。このような実装構造体を電
子装置に採用することにより、装置内部の無駄な空隙を
排除し、より一層の薄形化を図った。
第４図（ｂ）（ｃ）は、実装構造体の機械的強度の確
保を目的とする実施例である。メタルコア基板MBは樹脂
モールド後の機械的強度を向上させるため、その一部に
変形加工あるいは穴加工（図示せず）が施されている。
第４図（ｃ）はメタルコア基板MB全体をモールド樹脂Ｒ
でモールドした例であり、第４図（ｂ）は片面のみモー
ルドした例である。
第４図（ｄ）は、電子装置表面の片面または両面がメ
タルコア基板MBの裏面となるよう変形された実施例であ
る。本実装構成を採ることで、実装構造体の機械的強度
の確保の他、電磁シールド効果，放熱効果あるいは意匠
性の選択範囲の拡大を図った。なお、第４図（ｄ）は、
第１図（ａ）に示した携帯無線電話の他の模式的断面図
でもある。
次に、メタルコア基板の採用における、接続プロセス
の簡素化のための実施例について説明する。第５図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は、チップ部品CP、とくに半導体チ
ップICの接続プロセスの簡素化を目的とした実装構造体
の実施例である。半導体チップICには第５図（ｂ）に示
すように、予めその接続部に、金あるいははんだなどで
バンプBMPが形成され、裏面に補強板RBを接着する。こ
の半導体チップICは、第５図（ａ）（ｃ）に示すように
メタルコア基板MBにフェースダウンされ基板上にパター
ニングされた導体PWとバンプBMPが接触接続される。そ
れには、まずメタルコア基板MBの一部を切り欠くかまた
は溶接により接続された爪Ｃで半導体チップICをかしめ
ることで仮接続し、その後の樹脂モールドによりモール
ド樹脂Ｒの硬化収縮力で接触接続に必要な押圧力を得
る。なお、チップサイズの小さな半導体チップICを接続
する場合、補強版RBを省略することができる。
第６図は前述した可撓性配線シートFPCとメタルコア
基板MBとの接続部の拡大図であるが、メタルコア基板MB
の端部を塑性変形させ可撓性配線シートFPCをかしめて
仮接続した。可撓性配線シートFPCは可撓性導体FWが絶
縁シートISにより被覆されているが、メタルコア基板MB
との接続部はこれと対峙する部分の絶縁シートISが除去
されて可撓性導体FWがメタルコア基板MBの導体PWとＰ点
で上記とかしめにより仮接続される。その後、全体をモ
ールド樹脂Ｒによりモールドすることで、折りたたみ部
に近いにも拘らず信頼性の高い接続が保証できた。
なお、メタルコア基板MBの塑性変形性を利用したチッ
プ部品CPの接続は、上述の半導体チップIC及び可撓性配
線シートFPCにとどまらず、スイッチ素子SWP,表示素子D
P等搭載部品全ての接続に適用できる。
ところで、上述の接続構成を採用した場合、メタルコ
ア基板MBをかしめて部品を仮接続した後で、電子装置と
しての機能テストや信頼性テストを行うことが可能であ
り、この時点での不良部品の取替えは、容易である。
さらに、一層の軽量化を図るためモールド樹脂Ｒを発
泡性樹脂とした。発泡性樹脂の採用は上記した実装構造
体のすべてに適用できる。
〔発明の効果〕
本発明は、電子装置内部の無駄な空隙の排除、小形折
りたたみ機構の実現、チップ部品の高密度搭載及び接続
プロセスの簡素化が挙げられる。しかも、従来技術で確
保されていた、筐体強度，放熱，電磁シールド，機構部
品との複合，信頼性などの機能を損うものでなく、一層
の高性能化が実現できる。
すなわち、本発明による実装構造体は、小形化，軽量
化，薄形化が重要な機能となるハンディーな電子装置の
実現を可能とする。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実装構造体を適用した電子装置の外観
図、第２図は本発明の基本的実装構造体を示す概念図、
第３図は本発明の折たたみ機構を示す断面図、第４図は
本発明にメタルコア基板を採用したときの実施例、第５
図は本発明におけるチップ部品の接続方法を示す説明
図、第６図は本発明における可撓性配線シートの接続方
法を示す説明図である。 Ｔ……ローダ・アンローダ機構、 Ｌ……レンズ系、 KB……キーボード部、Ｄ……表示部、 Ｂ……基板、CP……チップ部品、 Ｒ……モールド樹脂、SWP……スイッチ素子、 DP……表示素子、 FPC……可撓性配線シート、 PW……導体、FW……可撓性導体、 MB……メタルコア基板、Ｍ……メタルコア、 Ｃ……爪、RB……補強板、 IC……半導体チップ、BMP……バンプ、 Ｉ……絶縁層、IS……絶縁シート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−123351（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−140460（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 7/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第一の配線基板を有する第一の部材と、第
    二の配線基板を有する第二の部材と、該第一の部材と該
    第二の部材とを結合するヒンジ機構を有する電子装置で
    あって、 該第一の配線基板と該第二の配線基板とを電気的に接続
    する可撓性配線シートと、該第一の部材と該第二の部材
    と該可撓性配線シートをモールドしたモールド部材とで
    ヒンジ機構を構成したことを特徴とする電子装置。
  2. 【請求項２】少なくとも前記第一もしくは第二の配線基
    板をメタルコア基板で構成し、該メタルコア基板に搭載
    するチップ部品を該メタルコア基板のかしめにより機械
    的に接続することを特徴とする請求項１記載の電子装
    置。
  3. 【請求項３】少なくとも前記第一もしくは第二の配線基
    板をメタルコア基板で構成し、前記可撓性配線シートを
    該メタルコア基板のかしめにより機械的に接続すること
    を特徴とする請求項１または請求項２記載の電子装置。
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